花冠轿车发动机电控系统研究毕业论文(编辑修改稿)

花冠轿车发动机电控系统研究毕业论文(编辑修改稿)内容摘要：

中心 , 还包括前置的 A/D 转换器、数字信号缓冲器以及后置的信号放大器等。 微机的运算速度快 , 精度高 , 能实现实时控制 , 并具备多中断响应等功能。 目前除了 8 位和 16 位微机外 , 32 位特别是 64 位微机已逐步开始使用。 除通用型微机和单片机外 , 专用的汽车微机也已研制出来。 正是微机技术突飞猛进的发展促进了汽车电控技术的不断完善。 可以说 , 当前 ECU 的发展总趋势是从单系统单机控制向多系统集中控制过渡。 不久 , 汽车电控系统将采用计算机网络技术 , 把发动机电控系统、车身电控系 统、底盘电控系统及信息与通信系统等各系统的 ECU 相联结 , 形成机内分布式计算机网络 , 实现汽车电子综合控制。 大学本科毕业论文 6 3 花冠轿车发动机电控系统 丰田车电子控制点火系统 丰田车发动机微机控制系统，简称 TCCS（ Toyota Computer Controlled System）系统，它也是集燃油喷射（空燃比）控制、点火时刻控制、怠速控制、自动变速器控制和自诊断（故障）系统等为一体的发动机集中电子控制系统。 下面仅对电子点火系统作介绍。 丰田车电子控制点火系统 工作时，发动机 ECU 根据传感器输入的发动机工作信息，经过计算、 处理、判断，输出控制信号至点火器，适时地控制点火器中大功率晶体管导通和截止，进而控制一次电路的通断，达到控制点火的目的。 该系统为非直接点火系统，即保留分电器中的配电器。 点火线圈产生的高压电，经配电器送至各缸火花塞。 （ 1） 曲轴转角与曲轴位置传感器 丰田车曲轴位置传感器和曲轴转角传感器，因都安装在分电器内，因此简称曲轴转角传感器。 它向电子控制器 ECU 输入活塞位置（上止点）、曲轴转角、曲轴转速等信息。 （ 2） 电子控制单元 ECU 在丰田车 ESA 系统 ECU 的存储器（ ROM）中，存储着点火控制程序和点火提前 角的数据。 点火提前角的数据是在各种工况下通过大量实验获得的，它可使发动机在任何工况下都能得到理想的或者最佳的点火时刻。 在发动机工作中，电子控制器根据各传感器输入的发动机信息，经过处理在从存储器中选择最佳点火提前角。 然后根据曲轴转角传感器输入的信号，判断出发动机曲轴（活塞）到达规定的位置时，适时地输出控制信号到点火器。 当控制信号变成低电位时，点火器中大功率晶体管截止，点火线圈的一次绕阻电路被切断，二次绕组产生的高电压，通过配电器至火花塞处产生火花。 在发动机起动时，不经过微机计算，点火时刻直接由传感器信号控 制一个固定的初始点火提前角。 在发动机转速超过一定值时，自动转换成由微机输出的点火信号进行控制。 （ 3） 点火器 ESA 系统点火器的控制电路 如图 0 中间框图所示。 从图中可看出该点火器的作用，除根据电子控制器输出的信号，使大功率晶体管 VT 截止（控制点火时刻）外，还具有闭合角控制、恒流控制、点火监视、加速检出、锁止保护和过压保护等3 花冠轿车发动机 电控系统 7 功能。 （ 4） 点火时刻（提前角）的控制 丰田车 TCCS 系统点火时刻的确定通常包括三部分内容，即 实际点火提前角 =初始点火提前角 +基本点火提前角 +修正点火提前角 1）初始点火提前角 初始点火提前角，也称固定点火提前角。 对于丰田 IGECU发动机，其值为上止点前 10。 在下列情况时，实际点火提前角为固定点火提前角，即： ①发动机起动时。 在发动机起动时转速变化大，空气流量信号不稳定，微机控制点火就不会准确，意义也不很大，所以采用固定点火提前角。 ②发动机转速在 400r/min 以下时。 ③检查点火初始角时。 此时有三个条件： T 端头（诊断通信接口“ TDCL” ）短路、怠速触点（ IDL）闭合（ ON）、车速在 2km/h 以下。 ④发动机电子控制器（ ECU）在后备系统工作时。 2）基本点火提前角 基本 点火提前角数据储存在微机的存储器中。 基本点火提前角可分为怠速时的基本点火提前角和平常行驶时的基本点火提前角良种。 怠速时的基本点火提前角，是指节气门位置传感器怠速触电闭合时的基本点火提前角。 其值又根据是否使用空调而略有不同。 在同样的怠速云状状态下，空调器不工作时，其点火提前角为上止点前 14。 ；空调器工作时，其点火提前角增至 18。 ，以防止因发动机负荷增加引起发动机运转不稳。 平常行驶时的基本点火提前角，是指节气门位置传感器怠速触电打开时的基本点火提前角。 其值是根据发动机转速和负荷从设定在 ECU 的存储器中查表， 选出相应的点火提前角数值作为基本点火提前角。 3）修正点火提前角 为使实际点火提前角符合发动机实际运转状况，在上述“初始点火提前角 +基本点火提前角”所得的点火提前角基础上，还必须根据相关因素而加以休整，适当的增大或减小点火提前角。 如怠速稳定修正是指为了保持怠速稳定运转而对点火提前角进行的修正。 发动机怠速运转时，由于发动机负荷变化，会使设定的发动机怠速改变，如动力转向等作用时，会使发动机转速下降，此时电子控制器不断计算发动机平均转速，当发动机转速低于规定的怠速转速时，微机根据实际转速与目标怠速转速的差值（ 降低转速值），相应地增大点火提前角，使怠速转速保持稳定，有效地防止发动机怠速熄火现象。 发动机每转一周，微机经过计算、处理，输出一次点火提前角调整数据。 因此，当大学本科毕业论文 8 传感器册出发动机转速、负荷、冷却液温度等变化时，微机就会使点火提前角作出相应变化。 花冠电控燃油喷射系统 发动机电控燃油喷射系统组成 电控汽油喷射系统是以电控单元（ ECU）为控制核心，以空气流量和发动机转速为控制基础，以喷油器等为控制对象，保证发动机在各种工况下都能获得与所处工况相匹配的最佳空燃比。 它主要包括空气供给系统、燃油供给系统 和控制系统三个部分。 （一） 空气供给系统 空气供给系统的功用是测量和控制汽油燃烧时所需的空气量，为发动机可燃混合气的形成提供必需的空气；在进气歧管内，喷油器喷出的汽油与空气混合后被吸入气缸。 行驶时，空气量由节气门来控制；怠速时，节气门关闭，空气量由旁通气道或节气门间隙控制。 空气供给系统由空气滤清器、进气总管、空气流量计、节气门体及节气门位置传感器、进气支管等组成。 （二）燃油供给系统 燃油供给系统的功能是向气缸内供给燃烧所需要的汽油。 汽油由电动汽油泵从油箱中泵出，经燃油管、燃油滤清器，由压力调节器调压，燃油经燃油 分配管配送给各个喷油器和冷启动喷油器，喷油器根据 ECU 发出的指令，将适量的燃油适时喷入各进气支管或进气总管。 燃油供给系统由油箱、电动汽油泵、汽油滤清器、喷油器、压力调节器及燃油分配管等组成。 （三）控制系统 控制系统的功能是根据发动机工况和车辆运行状况确定汽油的最佳喷射量，使发动机既可获得较大的动力，又可具备良好的经济性，同时又能满足对排放的要求。 该系统由传感器、 ECU 和执行器组成。 传感器是检测发动机工作状态的元件， ECU 是电控汽油喷射系统的核心，发动机工作状态通过传感器感知并传递给 ECU。 在 ECU 内，存储器存储喷射持续时间、点火时刻、怠速和故障诊断等数据，这些数据与发动机工况相匹配。 ECU 经过逻辑计算，输出控制信号给执行器，通过执行器控制发动机状态。 3 花冠轿车发动机电控系统 9 工作原理 电控燃油喷射系统是以电控单元（ ECU）为控制中心，并利用安装在发动机上的各种传感器测出发动机的各种运行参数，再 按照电脑中预存的控制程序精确控制喷油器的喷油量，使发动机在各种工况下都能获得最佳空燃比的可燃混合气。 丰田花冠轿车的电控燃油系统采用空气流量计直接测量发动机的进气量，并以发动机的进气量和发动机转速作为基本控制参数，从而提高了喷油量的控制精度。 在控制过程中，程序首先读入各传感器检测到的发动机运行参数。 其中包括空气流量计测得的进气量。 曲轴位置传感器测量发动机转速，氧传感器 测得混合气的空燃比。 在程序中，根据进气量和发动机转速计算出基本喷油量。 电控单元根据进气温度和冷却液温度在内存中查值表中确定温度修正温度，然后 确定机在未充分预热的情况下加速和突然加速时的修正系数。 在电控单元中根据氧传感器检测出的实际空燃比确定排气修正系数。 综合修正系数， ECU 计算出基本喷油量的修正因子 Tc。 然后把修正因子与其最大值 Cm进行比较。 如果 Tc≤ Cm，则以 Tc值来修正基本喷油量。 如果 Tc＞ Cm，则将 Cm赋值给 Tc， 再以 Tc 修正基本喷油量。 这样做可以避免发动机在低温加速或突然加速时喷油量过多。 最后完成用对基本喷油量的修正，修正后的实际喷油量为 TP。 现代电控轿车装备的故障自诊断系统给车辆的使用及维修带来了 很大的方便。 而电控轿车的复杂的电气化结构以及各车型的结构、布置的不同，给故障自诊断系统的使用带来了一定难度。 下面谈谈现代轿车电控发动机故障自诊断系统的使用方法。 故障自诊断，当控制系统出现故障时，主 ECU（电子控制单元）将会点亮仪表板上的 “CHECK”（检查发动机）灯，提醒驾驶员注意，发动机己出现故障，并将故障信息以故障代码的形式储存到 ECU 中，通过一定程序，能将故障码及有关信息资料调出，供检修使用。 一、 花冠 自诊断系统的工作原理 发动机电控系统工作时，自诊断系统把检测到的非正常输入输出信号为故障信号，自诊断系 统故障主要有以下几种。 当某一电路出现超出规定范围的信号时，故障诊断系统就判定该电路信号出现故障。 如水温传感器正常时其输出电压信号在 范围内变化。 若冷却水温度传感器大学本科毕业论文 10 输出电压低于 （相当于水温高于 139℃ ）或高于 （相当于水温低于 50℃ ）时， ECU 即判定为故障信号，存入存储器。 发动机运转时，当 ECU 在一段时间里收不到某一传感器的输入信号或输入信号在一段时间内不发生变化， ECU 亦判定为故障信号。 如发动机在正常工作温度下运转时， ECU 在一分钟以上检测不到氧传感器的输出信号 或氧传感器信号在 一 间 1 分钟以上没有变化，即判定为氧传感器电路有故障。 发动机正常工作中，如果偶然出现一次不正常信号， ECU 诊断系统不会判断为故障。 只有当不正常。